DE3912108A1 - Vehicle with orientation system - has link to weapon or radar alignment gyro for correction and improved performance - Google Patents

Vehicle with orientation system - has link to weapon or radar alignment gyro for correction and improved performance

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Abstract

The vehicle orientation system has a distance sensor with only a course gyro as a direction reference. The direction is corrected with the required accuracy as theh vehicle passes known positions at which the alignment of the gyro w.r.t. North is computed. Where an additional North-seeking gyro is carried for aligning a device such as a weapon or radar on the vehicle, data are exchanged between the North-seeking device and the orientation system. USE/ADVANTAGE - Improving performance of orientation system of vehicle such as tank with weapon aiming gyro.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus der TELDIX-Broschüre "Überall, wo neue Ideen gebraucht werden", herausgegeben von der TELDIX GmbH unter 229/VL 5. 86 Sp. (39), Seiten 12/13, ist es bekannt, ein Fahrzeug anstelle mit einer Fahrzeugnavigationsanlage, die einen Nordsucher beinhaltet, mit einer billigeren Fahrzeugorientierungsanlage FOA auszustatten, die keinen Nordsucher beinhaltet, sondern bei der Navigationsfehler bei Überfahren von einer Karte entnehmbaren Positionen korrigiert werden und aus den Korrekturen auf Kreisel- und Weggeberfehler rückgeschlossen und diese korrigiert werden. Zur Anfangsausrichtung wird entweder eine Ausrichtstrecke abgefahren oder es wird die gespeicherte Richtung verwendet, die sich am Ende der vorausgegangenen Fahrt ergeben hatte.Published from the TELDIX brochure "Wherever new ideas are needed" by TELDIX GmbH at 229 / VL 5. 86 Sp. (39), pages 12/13 it is known to use a vehicle instead of having a car navigation system includes a north finder, with a cheaper vehicle orientation system To equip FOA, which does not include a north seeker, but at the Navigation error when driving over positions that can be taken from a map be corrected and from the corrections for gyro and encoder errors inferred and corrected. For the initial alignment either an alignment route is traveled or it is the saved one Direction used, which result at the end of the previous trip would have.

Es ist aus der gleichen Broschüre, Seite 8 und Seite 12, auch bekannt, für Ausrichtzwecke von Waffen, Radargeräten und ähnlichem in einem Fahrzeug, das ein solches Gerät mitführt, eine nordsuchende Kreiselanlage mitzuführen, deren Kernstück ein nordsuchender Kreisel ist. Für den Betrieb dieser Anlage muß der ungefähre Standort (auf ca. 1 km genau) bekannt sein. Außerdem ist es für die Anlage günstig, den nordsuchenden Kreisel ungefähr (ca. 3°) in Richtung Nord vorauszurichten, um dadurch die Nordungszeit zu reduzieren.It is from the same brochure, page 8 and page 12, also known for Alignment of weapons, radars and the like in a vehicle, that carries such a device, to carry a north-looking gyro system, the centerpiece of which is a north-looking gyroscope. For the operation of this The approximate location must be known (accurate to approx. 1 km). Furthermore it is favorable for the system to approximate the north seeking gyro (approx. 3 °) towards the north in order to reduce the northing time.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Werden nun die beiden oben erläuterten autarken Anlagen, die an sich vollständig unabhängig voneinander arbeiten können und sollen, in einem Fahrzeug, z. B. in Panzerhaubitzen, Radarfahrzeugen oder Raketenwerfern mitgeführt und getrennt gebraucht, so wird es durch die erfindungsgemäße Vernetzung der beiden Anlagen möglich, wenigstens eine der Anlagen, vorzugsweise jedoch beide, durch Informationsaustausch zu verbessern.Now the two self-sufficient systems explained above, which are complete in themselves can and should work independently in a vehicle, e.g. B. carried in self-propelled howitzers, radar vehicles or rocket launchers and used separately, so it is through the networking according to the invention of the two systems possible, at least one of the systems, preferably however, both improve through information sharing.

Es wird vorgeschlagen, die FOA und die Nordsuchanlage durch eine bidirektionale Datenschnittstelle zu verbinden, über die die folgenden Daten, wenigstens teilweise, ausgetauscht werden können:It is proposed to connect the FOA and the north search system through a bidirectional data interface, via which the following data can be exchanged, at least in part:

FOA → Nordsuchanlage:
(1) Positionskoordinaten. Da die Genauigkeit im Meterbereich liegt, ist sie mehr als ausreichend für die Nordsuche.
(2) Richtungsinformation. Die Genauigkeit beträgt ca. 0,5° und ist damit zur Groborientierung des NSK ausreichend.
Nordsuchanlage → FOA:
(3) Richtungsinformation. Die Genauigkeit von z. B. 0,05 bis 0,1° ist für die Anfangs- und Zwischenausrichtung (Update) der FOA ausreichend. Voraussetzung ist eine Richtungszuordnung der Einbaulagen von FOA und der Nordsuchanlage. FOA → north search system:
(1) Position coordinates. Since the accuracy is in the meter range, it is more than sufficient for the north search.
(2) Direction information. The accuracy is approx. 0.5 ° and is therefore sufficient for the rough orientation of the NSK .
North search facility → FOA :
(3) Direction information. The accuracy of e.g. B. 0.05 to 0.1 ° is sufficient for the initial and intermediate alignment (update) of the FOA . A prerequisite is a directional assignment of the installation positions of the FOA and the north search system.

Weitere Austauschdaten ergeben sich aus den Patentansprüchen.Further exchange data result from the patent claims.

Durch die Erfindung werden eine Reihe von Vorteilen erzielt, nämlich:A number of advantages are achieved by the invention, namely:

  • - keine manuelle Positionseingabe an der Nordsuchanlage nötig;- no manual position entry on the north search system necessary;
  • - kürzere Nordungsdauer durch Grobwinkelübernahme;- shorter northing duration due to rough angle transfer;
  • - Durchführung von Plausibilitätstests möglich durch Vergleich der Richtungen;- Plausibility tests can be carried out by comparing the Directions;
  • - Anfangsausrichtung der FOA; damit schnellere Betriebsbereitschaft;- Initial alignment of the FOA ; thus faster operational readiness;
  • - Wegfall der Ausrichtstrecke zur Anfangsausrichtung der FOA; - Elimination of the alignment route for the initial alignment of the FOA ;
  • - Update der FOA durch Nordung im Fahrzeugstillstand (Verbesserung der Richtungs- und der Positionsgenauigkeit); dadurch geringere Abhängigkeit von vermessenen Navigationspunkten zur Korrektur;- Update of the FOA by Nordung when the vehicle is at a standstill (improvement of the directional and positional accuracy); therefore less dependence on measured navigation points for correction;
  • - Vermeidung von Fehlern bei der (manuellen) Dateneingabe;- Avoidance of errors in (manual) data entry;
  • - Möglichkeit zum Anschluß weiterer Geräte an den Datenverbund.- Possibility to connect additional devices to the data network.
FigurenbeschreibungFigure description

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung prinzipiell dargestellt.An embodiment of the invention is shown in principle in the drawing.

Eine Fahrzeugorientierungsanlage FOA besteht aus einem Weggeber WG, einer Kursreferenz, z. B. einem Kurskreisel KK und einem Navigations-Rechner µC, sowie einem Bediengerät, z. B. einem Kartengerät KG. Weggeber und Kurskreisel liefern ihre Signale an den Rechner µC, der daraus Positionssignale errechnet und diese auf dem Kartengerät KG zur Anzeige bringt.A vehicle orientation system FOA consists of a travel sensor WG , a course reference, e.g. B. a course gyro KK and a navigation computer µC , and an operating device, for. B. a card device KG . The encoder and course gyro deliver their signals to the computer µC , which calculates position signals and displays them on the KG card device.

Wird eine in der Karte eindeutig erkennbare Position, z. B. eine Brücke, überfahren und die Anlage zeigt im Kartengerät KG eine andere Position an, so wird die Position durch Verstellen der Anzeige korrigiert. Die Verstellung wird an den Rechner µC zurückgemeldet, der daraus Korrekturwerte für die Weggeber- und Kurskreiselsignale errechnet und zukünftig diese Werte entsprechend korrigiert.If a position clearly recognizable on the map, e.g. B. a bridge, run over and the system shows a different position in the card device KG , the position is corrected by adjusting the display. The adjustment is reported back to the computer µC , which uses it to calculate correction values for the travel sensor and heading gyro signals and to correct these values accordingly in the future.

Die ebenfalls im Fahrzeug mitgeführte Nordsuchanlage (NKA) besteht aus einem nordsuchenden Kreisel NSK, einem Rechner R und einem Bedien-Anzeigegerät BG. Diese Baugruppen können ggf. auch in einem Gerät zusammengefaßt sein.The north search system (NKA), which is also carried in the vehicle, consists of a north-looking gyro NSK , a computer R and an operating display device BG . If necessary, these modules can also be combined in one device.

Zur Ausrichtung z. B. eines Radargerätes an einem vorgewählten Ort, wird über das Bediengerät BG ein Nordsuchvorgang ausgelöst, um die Nordrichtung exakt zu bestimmen. Erleichtert wird dieser Vorgang durch eine Vorausrichtung des NSK nach ungefähr Nord mit Hilfe von über die bidirektionale Vernetzung VE übertragenen groben Nordsignalen. Die Ausrichtung der Einbauorte der Kreisel NSK und KK zueinander muß allerdings bekannt sein. Auch die geographische Breite kann vom Rechner µC geliefert werden. Sie wird zur Nordbestimmung benötigt. Dadurch kann nicht nur der z. B. durch Kreiseldrift in der FOA aufgelaufene Kursfehler korrigiert werden. Vielmehr kann auch der Positionsfehler verringert werden, soweit er mit dem Kursfehler korreliert ist. Umgekehrt kann nach der Nordung der hochgenaue Nordwert des NSK zur FOA zu deren Genauigkeitserhöhung übertragen werden.To align z. B. a radar at a preselected location, a north search is triggered via the control device BG to determine the north direction exactly. This process is facilitated by pre-orienting the NSK towards approximately north with the aid of coarse north signals transmitted via the bidirectional networking VE . The alignment of the installation locations of the NSK and KK gyros must be known. The latitude can also be supplied by the µC computer. It is required for the north determination. As a result, not only the z. B. corrected course errors caused by gyro drift in the FOA . Rather, the position error can also be reduced insofar as it is correlated with the course error. Conversely, after the northing, the highly accurate north value of the NSK can be transferred to the FOA to increase its accuracy.

Claims (25)

1. Fahrzeug mit einer Fahrzeugorientierungsanlage (FOA), die neben einem Weggeber nur einen Kurskreisel als Richtungsreferenz aufweist, bei der die Richtung mit der notwendigen Genauigkeit durch Korrektur der Anlage beim Überfahren bekannter Positionen erfolgt, und bei der aus der Ablage von der bekannten Position die Ausrichtung des Kurskreisels gegen Nord errechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei zusätzlichem Mitführen einer Nordungsanlage (nordsuchender Kreisel) zum Ausrichten eines mitgeführten auszurichtenden Geräts (Waffe, Radargerät) zwischen der FOA und der Nordungsanlage Datenaustauschverbindungen hergestellt sind, um wenigstens eine in der einen Anlage verwertbare und in der anderen Anlage anfallende Information zur Verbesserung der Eigenschaften der einen Anlage zu übertragen und auszunutzen.1.Vehicle with a vehicle orientation system (FOA) which, in addition to a displacement sensor, has only one course gyro as a direction reference, in which the direction is carried out with the necessary accuracy by correcting the system when passing known positions, and in which the deposit from the known position Alignment of the course gyro towards the north is calculated, characterized in that if an additional northing system (north-looking gyro) is also carried to align an apparatus to be aligned (weapon, radar device) to be aligned, data exchange connections are established between the FOA and the northing system in order to have at least one usable in one system and to transfer and utilize information accumulating in the other installation to improve the properties of the one installation. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position von der FOA in die Nordungsanlage übernommen wird.2. Vehicle according to claim 1, characterized in that the position is taken over by the FOA in the northing system. 3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geographische Breite von der FOA in die Nordungsanlage übernommen wird.3. Vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the geographical latitude is adopted by the FOA in the northing system. 4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meridiankonvergenz von der FOA in die Nordungsanlage übernommen wird.4. Vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the meridian convergence is carried out by the FOA in the northing system. 5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der FOA in die Nordungsanlage übernommen wird und zur Vorausrichtung benutzt wird, so daß die Nordrichtungsmessung sofort in der Stellung größter Empfindlichkeit beginnen kann.5. Vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the direction of the FOA is adopted in the northing system and used for pre-alignment, so that the north direction measurement can begin immediately in the position of greatest sensitivity. 6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Anfangsausrichtung der FOA verwendet wird.6. Vehicle according to one of claims 1 to 5, characterized in that the direction measured by the northing system is used for the initial orientation of the FOA . 7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der FOA verwendet wird, um während der Fahrt aufgelaufene Fehler zu reduzieren. 7. Vehicle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the FOA in order to reduce errors accumulated while driving. 8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Fahrtrichtung verwendet wird, um Fehler infolge der Drift des Kurskreisels während der Fahrt zu reduzieren.8. Vehicle according to claim 7, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the direction of travel stored or displayed in the FOA , in order to reduce errors due to the drift of the course gyro while driving. 9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Position verwendet wird, um deren Fehler infolge der Drift des Kurskreisels während der Fahrt zu reduzieren.9. Vehicle according to claim 8, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the position stored or displayed in the FOA , in order to reduce its errors due to the drift of the course gyro while driving. 10. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Fahrtrichtung verwendet wird, um Fehler infolge einer ungenauen Anfangsausrichtung zu reduzieren.10. Vehicle according to claim 7, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the direction of travel stored or displayed in the FOA in order to reduce errors due to an inaccurate initial alignment. 11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Position verwendet wird, um Fehler infolge einer ungenauen Anfangsausrichtung zu reduzieren.11. Vehicle according to claim 10, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the position stored or displayed in the FOA in order to reduce errors due to an inaccurate initial alignment. 12. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Fahrtrichtung verwendet wird, um sowohl die Fehler infolge der Drift des Kurskreisels während der Fahrt als auch die Fehler infolge einer ungenauen Anfangsausrichtung zu reduzieren.12. Vehicle according to claim 7, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the direction of travel stored or displayed in the FOA , both the errors due to the drift of the course gyro while driving and the errors due to an inaccurate Reduce initial alignment. 13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Nordungsanlage gemessene Richtung zur Korrektur der in der FOA gespeicherten bzw. angezeigten Position verwendet wird, um sowohl die Fehler infolge der Drift des Kurskreisels während der Fahrt als auch die Fehler infolge einer ungenauen Anfangsausrichtung zu reduzieren.13. Vehicle according to claim 12, characterized in that the direction measured by the northing system is used to correct the position stored or displayed in the FOA , both the errors due to the drift of the course gyro while driving and the errors due to an inaccurate Reduce initial alignment. 14. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7 mit drehbarem Teil (Turm), dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des drehbaren Teils sensiert wird, und daß die Richtungsübertragung nur dann erfolgt, wenn eine genaue Richtungszuordnung möglich ist. 14. Vehicle according to one of claims 5 to 7 with a rotatable part (tower), thereby characterized in that the position of the rotatable part senses is, and that the directional transmission takes place only when a precise direction assignment is possible.   15. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellungssensor ein Nullstellungsgeber zwischen Fahrzeugwanne und Turm verwendet wird.15. Vehicle according to claim 14, characterized in that as a position sensor a zero position transmitter is used between the vehicle sump and the tower becomes. 16. Fahrzeug nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungsübertragung nur in der Nullstellung des Turmes erfolgt.16. Vehicle according to claim 14 or 15, characterized in that the directional transmission only in the zero position of the tower. 17. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellungssensor ein Winkelstellungsgeber zwischen Fahrzeugwanne und Turm angeordnet wird.17. Vehicle according to claim 14, characterized in that as a position sensor an angular position transmitter between the vehicle trough and tower arranged becomes. 18. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellungssensor ein im Fahrzeug vorhandener Winkelstellungsgeber mitverwendet wird.18. Vehicle according to claim 14, characterized in that as a position sensor an angular position transmitter in the vehicle is also used becomes. 19. Fahrzeug nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragenen Richtungen nach Maßgabe der vom Winkelstellungsgeber gelieferten Winkeldifferenz zwischen Turm und Fahrgestell korrigiert werden.19. Vehicle according to claim 17 or 18, characterized in that the directions transmitted in accordance with those supplied by the angular position transmitter Corrected angle difference between tower and chassis will. 20. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurskreisel (bzw. die Kursreferenz) der FOA im Turm angeordnet wird, so daß jederzeit ein Richtungsbezug zwischen Nordungsanlage und FOA besteht.20. Vehicle according to claim 1, characterized in that the course gyro (or the course reference) of the FOA is arranged in the tower, so that there is always a directional reference between the northing system and FOA . 21. Fahrzeug nach Anspruch 14 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssensor zugleich zur Datenübertragung verwendet wird.21. Vehicle according to claim 14 or 20, characterized in that the Position sensor is also used for data transmission. 22. Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssensor/Datenübertrager durch galvanische Kontakte realisiert ist.22. Vehicle according to claim 21, characterized in that the position sensor / data transmitter is realized by galvanic contacts. 23. Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssensor/Datenübertrager durch eine optische Übertragung realisiert ist.23. Vehicle according to claim 21, characterized in that the position sensor / data transmitter is realized by an optical transmission. 24. Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssensor/Datenübertrager durch induktive Übertragung realisiert ist.24. Vehicle according to claim 21, characterized in that the position sensor / data transmitter is realized by inductive transmission. 25. Fahrzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungssensor/Datenübertrager durch kapazitive Übertragung realisiert ist.25. Vehicle according to claim 21, characterized in that the position sensor / data transmitter is realized by capacitive transmission.
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